JP2853493B2 - Method and apparatus for heating steel strip in continuous annealing furnace - Google Patents

Method and apparatus for heating steel strip in continuous annealing furnace

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JP2853493B2
JP2853493B2 JP4337985A JP33798592A JP2853493B2 JP 2853493 B2 JP2853493 B2 JP 2853493B2 JP 4337985 A JP4337985 A JP 4337985A JP 33798592 A JP33798592 A JP 33798592A JP 2853493 B2 JP2853493 B2 JP 2853493B2
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steel strip
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preheating
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、予熱炉および直火加
熱炉を有する連続焼鈍炉によって鋼帯を焼鈍する際にお
ける、鋼帯の加熱方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for heating a steel strip when the steel strip is annealed by a continuous annealing furnace having a preheating furnace and a direct-fired heating furnace.

【0002】[0002]

【従来の技術】鋼帯に対する連続焼鈍時の加熱を、予熱
炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍炉によって行な
い、予熱炉において直火加熱炉の燃焼排ガスにより鋼帯
を連続的に予熱し、次いで、加熱炉において連続的に加
熱することが知られている。このように、鋼帯を予熱炉
において加熱炉燃焼排ガスで予熱することにより、燃料
原単位を低減させ熱効率の向上を図ることができる。
2. Description of the Related Art Heating of a steel strip during continuous annealing is performed by a continuous annealing furnace having a preheating furnace and a direct-fired heating furnace. In the preheating furnace, the steel strip is continuously preheated by the combustion exhaust gas of the direct-fired heating furnace. It is then known to heat continuously in a heating furnace. As described above, by preheating the steel strip in the preheating furnace with the combustion exhaust gas from the heating furnace, it is possible to reduce the unit fuel consumption and improve the thermal efficiency.

【0003】鋼帯を予熱炉および直火加熱炉を有する連
続焼鈍炉によって焼鈍するに際し、予熱炉における鋼帯
の予熱温度を適確に制御することが必要である。従来、
予熱炉における鋼帯の予熱温度の制御は、予熱された鋼
帯の温度を予熱炉の出側において測定し、その測定結果
に基づいて、予熱炉に供給される加熱炉燃焼排ガスの流
量を制御するこにより行っている。
[0003] When a steel strip is annealed by a continuous annealing furnace having a preheating furnace and an open flame heating furnace, it is necessary to appropriately control the preheating temperature of the steel strip in the preheating furnace. Conventionally,
The preheating temperature of the steel strip in the preheating furnace is controlled by measuring the temperature of the preheated steel strip at the exit side of the preheating furnace and controlling the flow rate of the furnace exhaust gas supplied to the preheating furnace based on the measurement results. It is done by doing.

【0004】鋼帯を予熱するに際し、鋼帯表面に酸化膜
が生成して、鋼帯の品質が劣化する問題が生ずる。そこ
で、このような予熱時における鋼帯表面の酸化膜の生成
を防止するために、特開昭62-54029号には、下記からな
る、連続焼鈍における鋼帯の予熱方法が開示されてい
る。鋼帯を280 ℃未満の温度で予熱する場合には、1.0
以上の空気比で生成した燃焼排ガスを使用し、そして、
鋼帯を280 ℃以上の温度で予熱する場合には、1.0 未満
の空気比で生成した燃焼排ガスを使用する(以下、先行
技術1という)。
[0004] When the steel strip is preheated, an oxide film is formed on the surface of the steel strip, causing a problem that the quality of the steel strip is deteriorated. In order to prevent the formation of an oxide film on the surface of the steel strip during such preheating, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-54029 discloses a method for preheating a steel strip in continuous annealing, comprising: If the steel strip is preheated at a temperature below 280 ° C, 1.0
Use the flue gas generated at the above air ratio, and
When the steel strip is preheated at a temperature of 280 ° C. or higher, the flue gas generated at an air ratio of less than 1.0 is used (hereinafter referred to as Prior Art 1).

【0005】また、特開平2-294431号には、下記からな
る鋼帯の連続熱処理方法が開示されている。直火無酸化
加熱炉の燃焼ガスとの熱交換による高温の熱媒体を流通
させるようにした加熱ロールに、鋼帯を接触移動させて
予熱した後、直火無酸化加熱する( 以下、先行技術2と
いう)。上述した先行技術1および2によれば、予熱時
に鋼帯の表面に酸化膜の生成することが防止される。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-294431 discloses a continuous steel sheet heat treatment method comprising: The steel strip is brought into contact with a heating roll through which a high-temperature heat medium is circulated by heat exchange with the combustion gas of a direct-fired non-oxidizing heating furnace, and is preheated by heating. 2). According to the above-mentioned prior arts 1 and 2, formation of an oxide film on the surface of the steel strip during preheating is prevented.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】予熱炉における鋼帯の
予熱温度の制御を、予熱炉の出側における鋼帯温度を測
定し、その鋼帯温度に基づいて、予熱炉に供給される加
熱炉燃焼排ガスの流量を制御することにより行う従来の
方法には、次のような問題がある。即ち、予熱炉出側に
おける鋼帯温度の測定は、一般に放射温度計によって行
っている。放射温度計によって鋼帯温度を正確に測定す
るためには、鋼帯の放射エネルギーのみを測定し得るよ
うに、炉壁等のような鋼帯以外の他の物質の放射エネル
ギーを排除するための水冷壁を設置しなければならず、
また、放射温度計を定期的に点検し且つ保守することが
必要である。従って、設備費が嵩む上、頻繁な点検、保
守作業が必要になる。更に、放射温度計の劣化等によっ
て、鋼帯温度を正確に測定し得ない場合には、燃焼排ガ
ス量の制御が不適確になり、鋼帯の予熱温度が過大また
は過小になる問題が生ずる。
The control of the preheating temperature of the steel strip in the preheating furnace is performed by measuring the temperature of the steel strip at the exit side of the preheating furnace, and based on the steel strip temperature, the heating furnace supplied to the preheating furnace. The conventional method performed by controlling the flow rate of the combustion exhaust gas has the following problems. That is, the measurement of the steel strip temperature on the exit side of the preheating furnace is generally performed by a radiation thermometer. In order to accurately measure the steel strip temperature with a radiation thermometer, it is necessary to exclude the radiant energy of other materials other than the steel strip such as a furnace wall so that only the radiant energy of the steel strip can be measured. Water cooling walls must be installed,
It is also necessary to periodically check and maintain the radiation thermometer. Therefore, equipment costs increase and frequent inspection and maintenance work are required. Further, when the temperature of the steel strip cannot be accurately measured due to deterioration of the radiation thermometer or the like, the control of the amount of combustion exhaust gas becomes inaccurate, causing a problem that the preheating temperature of the steel strip becomes excessively high or low.

【0007】先行技術1によって、予熱炉に供給される
加熱炉燃焼排ガスの流量を制御するためには、予熱炉出
側における鋼帯温度および燃焼排ガスの空気比を測定し
そして制御する必要がある。従って、鋼帯温度の測定の
ために、上述したと同じ問題が生ずる。
In order to control the flow rate of the furnace flue gas supplied to the preheating furnace according to the prior art 1, it is necessary to measure and control the steel strip temperature and the air ratio of the flue gas at the exit side of the preheating furnace. . Therefore, the same problem as described above arises for measuring the temperature of the steel strip.

【0008】先行技術2によって鋼帯を予熱するために
は、高温の熱媒体が流通する多数の加熱ロールを配置
し、これらの加熱ロールの、鋼帯との接触長さを調節す
ることが必要である。従って、多数の加熱ロールを配置
しなければならず、且つ、加熱ロールの移動調節、ロー
ル表面の温度制御および鋼帯の張力制御等のために、多
額の設備費が必要になる問題が生ずる。
In order to preheat a steel strip according to Prior Art 2, it is necessary to arrange a number of heating rolls through which a high-temperature heat medium flows, and to adjust the contact length of these heating rolls with the steel strip. It is. Therefore, there is a problem that a large number of heating rolls must be arranged, and a large amount of equipment cost is required for adjusting the movement of the heating rolls, controlling the temperature of the roll surface, controlling the tension of the steel strip, and the like.

【0009】従って、この発明の目的は、鋼帯に対する
連続焼鈍を、予熱炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍
炉によって行ない、予熱炉において加熱炉燃焼排ガスに
より鋼帯を連続的に予熱するに際し、上述した問題を解
決し、特別の設備を設置する必要なく、予熱炉に供給す
べき加熱炉燃焼排ガスの流量を簡単確実に制御し、鋼帯
を酸化膜が生ずることなく適確に予熱することができる
方法および装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to perform continuous annealing of a steel strip by a continuous annealing furnace having a preheating furnace and a direct-fired heating furnace, and to continuously preheat the steel strip by a heating furnace combustion exhaust gas in the preheating furnace. In order to solve the above-mentioned problems, it is possible to easily and reliably control the flow rate of the combustion exhaust gas to be supplied to the preheating furnace without the need for installing special equipment, and to appropriately preheat the steel strip without forming an oxide film. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus which can be used.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】 この発明の方法は、予
熱炉および直火加熱炉を有する連続焼鈍炉に鋼帯を連続
的に通し、前記予熱炉において、前記鋼帯を、前記直火
加熱炉で生成した燃焼排ガスによって予熱する連続焼鈍
炉における鋼帯の加熱方法において、前記直火加熱炉に
おける燃料の使用量と、前記直火加熱炉で生成した燃焼
排ガスの空気比と、そして、前記燃料の成分組成とに基
づいて、前記予熱炉に供給すべき前記燃焼排ガスの流量
および空気比を演算しそして前記流量および空気比を制
御することに特徴を有するものである。
According to a method of the present invention, a steel strip is continuously passed through a continuous annealing furnace having a preheating furnace and an open flame heating furnace, and the steel strip is heated by the direct heating in the preheating furnace. In a method for heating a steel strip in a continuous annealing furnace preheated by combustion exhaust gas generated in a furnace, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace, the air ratio of the combustion exhaust gas generated in the direct-fired heating furnace, and The method is characterized in that a flow rate and an air ratio of the combustion exhaust gas to be supplied to the preheating furnace are calculated based on a fuel component composition, and the flow rate and the air ratio are controlled.

【0011】 また、この発明の装置は、鋼帯を連続的
に予熱するための予熱炉と、前記予熱炉において予熱さ
れた前記鋼帯を所定温度に連続的に加熱するための、前
記予熱炉に接続する直火加熱炉と、前記直火加熱炉で生
成した燃焼排ガスを前記予熱炉に供給するための排ガス
供給用導管と、前記予熱炉において前記鋼帯を予熱した
後の燃焼排ガスを排出するためのガス排出用導管と、前
記排ガス供給用導管から分岐し前記ガス排出用導管にバ
イパスするバイパス管と、そして、前記ガス排出用導管
および前記バイパス管の途中に各々設けられたダンパと
からなる、連続焼鈍炉における鋼帯の加熱装置であっ
て、前記加熱装置は、前記直火加熱炉の各加熱ゾーン毎
の燃料流量および空気比を設定するための設定器と、前
記設定器により設定された前記直火加熱炉の各加熱ゾー
ンの各々の燃料使用量を測定するための燃料使用量測定
器と、前記各加熱ゾーンの燃料総使用量を演算する演算
器と、前記演算器により得られた直火加熱炉の燃料総使
用量と燃焼排ガスの空気比と燃料の成分組成とに基づい
て、前記排ガス供給用導管を通り前記予熱炉に供給され
る加熱炉燃焼排ガスの流量およびその空気比を制御する
ための燃焼排ガス供給量制御器と、前記燃焼排ガス供給
量制御器により算出された、前記予熱器に供給すべき加
熱炉燃焼排ガスの空気比に基づいて不足空気量を演算
し、所定空気量を前記排ガス供給用導管中を流れる燃焼
排ガス中に供給するためのアフターバーニング空気量演
算器とからなることに特徴を有するものである。
Further, the apparatus of the present invention includes a preheating furnace for continuously preheating the steel strip, and the preheating furnace for continuously heating the steel strip preheated in the preheating furnace to a predetermined temperature. An open flame heating furnace connected to the furnace, an exhaust gas supply conduit for supplying combustion exhaust gas generated in the direct fire heating furnace to the preheating furnace, and discharging combustion exhaust gas after preheating the steel strip in the preheating furnace. A gas discharge conduit, a bypass pipe branched from the exhaust gas supply conduit and bypassing the gas discharge conduit, and a damper provided in the gas discharge conduit and the bypass pipe respectively. A heating device for a steel strip in a continuous annealing furnace, wherein the heating device is set by a setting device for setting a fuel flow rate and an air ratio for each heating zone of the direct-fired heating furnace, and set by the setting device. Sa A fuel consumption measuring device for measuring the fuel consumption of each heating zone of the direct heating furnace, a computing device for computing the total fuel consumption of each heating zone, and the computing device. Based on the total amount of fuel used in the direct heating furnace, the air ratio of the combustion exhaust gas, and the composition of the fuel, the flow rate of the heating furnace combustion exhaust gas supplied to the preheating furnace through the exhaust gas supply conduit and the air thereof A flue gas supply amount controller for controlling the ratio, and a shortage air amount calculated based on the air ratio of the heating furnace flue gas to be supplied to the preheater, calculated by the flue gas supply amount controller, An afterburning air amount calculator for supplying a predetermined amount of air to the combustion exhaust gas flowing in the exhaust gas supply conduit.

【0012】[0012]

【作用】この発明において、予熱炉に供給すべき、直火
加熱炉で生成した燃焼排ガスの流量の制御は、主とし
て、直火加熱炉における燃料の使用量によって行われ、
従来のように、放射温度計等による鋼帯表面温度の測定
を必要としない。従って、簡単確実にその制御を行うこ
とができる。そして、上記燃焼排ガスの流量の制御を、
直火加熱炉における燃料の使用量と、直火加熱炉で生成
した燃焼排ガスの空気比と、そして、燃料の成分組成と
に基づいて行うときは、鋼帯を酸化膜が生ずることなく
適確に予熱することができる。
In the present invention, the control of the flow rate of the combustion exhaust gas generated in the direct-fired heating furnace to be supplied to the preheating furnace is performed mainly by the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace.
Unlike the conventional case, it is not necessary to measure the steel strip surface temperature using a radiation thermometer or the like. Therefore, the control can be easily and reliably performed. And the control of the flow rate of the combustion exhaust gas,
When conducting the test based on the amount of fuel used in the open flame heating furnace, the air ratio of the combustion exhaust gas generated in the open flame heating furnace, and the composition of the fuel, the steel strip should be properly formed without forming an oxide film. Can be preheated.

【0013】図1は、この発明方法の工程を示すブロッ
ク図である。図1に示すように、直火加熱炉において鋼
帯を加熱するための燃料の使用量を測定する。そして、
測定された燃料使用量を、直火加熱炉における鋼帯の実
測された加熱温度と目標加熱温度との較差、および、当
該鋼帯の板厚および板幅と、鋼帯のラインスピードとに
基づいて、当該鋼帯を目標温度に加熱し得る適正値に修
正する。このようにして制御された燃料使用量の実績
と、その燃料の成分組成と、鋼帯を無酸化で予熱するた
めの加熱炉燃焼排ガスの空気比とから、燃焼計算および
伝熱の数値解析によって、予熱炉に供給すべき加熱炉燃
焼排ガスの流量を算出し且つその温度を推定する。そし
て、燃焼排ガスの流量をダンパの開閉によって制御し、
また、燃焼排ガスの温度を、当該燃焼排ガスにアフター
バーニングエアを供給し二次燃焼させることにより制御
する。このようにして、予熱炉において鋼帯を予熱した
後の加熱炉燃焼排ガスは、大気中に放出される。
FIG. 1 is a block diagram showing the steps of the method of the present invention. As shown in FIG. 1, the amount of fuel used to heat a steel strip in a direct-fired heating furnace is measured. And
The measured fuel consumption is calculated based on the difference between the actually measured heating temperature of the steel strip in the direct heating furnace and the target heating temperature, and the thickness and width of the steel strip, and the line speed of the steel strip. Then, the steel strip is corrected to an appropriate value that can be heated to the target temperature. From the results of the fuel consumption controlled in this way, the component composition of the fuel, and the air ratio of the exhaust gas from the furnace for preheating the steel strip without oxidation, the combustion calculation and numerical analysis of heat transfer were performed. Calculate the flow rate of the heating furnace combustion exhaust gas to be supplied to the preheating furnace and estimate its temperature. And the flow rate of the combustion exhaust gas is controlled by opening and closing the damper,
Further, the temperature of the flue gas is controlled by supplying afterburning air to the flue gas to cause secondary combustion. Thus, the heating furnace combustion exhaust gas after preheating the steel strip in the preheating furnace is released into the atmosphere.

【0014】図2は、鋼帯の予熱に供される直火加熱炉
燃焼排ガスの生成時空気比と無酸化予熱限界温度との関
係を示すグラフである。図2において斜線で示した領域
は、鋼帯を無酸化で予熱し得る領域である。従って、予
熱炉に供給する加熱炉燃焼排ガスの温度およびその空気
比を、斜線で示した領域内に設定すれば、鋼帯を、酸化
膜が生ずることなく予熱することができる。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the air ratio at the time of generation of flue gas from a direct-fired heating furnace used for preheating a steel strip and the non-oxidizing preheating limit temperature. In FIG. 2, a hatched region is a region where the steel strip can be preheated without oxidation. Therefore, if the temperature of the heating furnace combustion exhaust gas supplied to the preheating furnace and the air ratio thereof are set in the shaded region, the steel strip can be preheated without forming an oxide film.

【0015】例えば、予熱炉に供給する加熱炉燃焼排ガ
スの温度を300 ℃以下に、そして、燃焼排ガスの生成時
空気比を0.9 に設定すれば、鋼帯の板厚、板幅および鋼
帯のラインスピードが変動し、鋼帯の予熱温度が±100
℃変動したり、燃焼排ガスの空気比が±0.05位変動して
も、鋼帯を無酸化で予熱することができる。
For example, if the temperature of the flue gas of the heating furnace supplied to the preheating furnace is set at 300 ° C. or less and the air ratio at the time of generation of the flue gas is set at 0.9, the thickness, width and width of the steel strip can be reduced. Line speed fluctuates, steel strip preheating temperature is ± 100
The steel strip can be preheated without oxidation even if it fluctuates by ℃ or the air ratio of the flue gas fluctuates by about ± 0.05.

【0016】上述した直火加熱炉は、複数の燃焼制御ゾ
ーンからなっているが、直火加熱炉から排出される排ガ
スの総合空気比は、上記複数の燃焼制御ゾーンの設定値
と燃料使用量とから容易に算出することができる。
The above-described direct fired heating furnace includes a plurality of combustion control zones. The total air ratio of the exhaust gas discharged from the direct fired heating furnace is determined by the set value of the plurality of combustion control zones and the fuel consumption. And it can be easily calculated.

【0017】上述した、予熱炉に供給すべき加熱炉燃焼
排ガスの流量の制御に際し、鋼帯の受熱容量即ち板厚お
よび板幅が小さい場合には、予熱炉に加熱炉燃焼排ガス
を供給せず、従って、鋼帯を予熱せずに、直火加熱炉の
みによって所定温度に加熱する。そして、鋼帯の受熱容
量即ち板厚および板幅が大きい場合には、予熱炉に上記
によって算出された量の加熱炉燃焼排ガスを供給し、鋼
帯を予熱した上、直火加熱炉で所定温度に加熱する。
In controlling the flow rate of the combustion exhaust gas from the heating furnace to be supplied to the preheating furnace, if the heat receiving capacity of the steel strip, that is, the sheet thickness and the sheet width, are small, the heating furnace combustion exhaust gas is not supplied to the preheating furnace. Therefore, the steel strip is heated to a predetermined temperature only by the direct heating furnace without preheating. When the heat receiving capacity of the steel strip, that is, the sheet thickness and the sheet width, are large, the heating furnace combustion exhaust gas in the amount calculated as described above is supplied to the preheating furnace, and the steel strip is preheated. Heat to temperature.

【0018】予熱炉に加熱炉燃焼排ガスを供給しない場
合即ち鋼帯を予熱しない場合には、加熱炉燃焼排ガス
は、予熱炉への排ガス供給用導管から分岐するバイパス
管を通してガス排出用導管にバイパスさせ、ガス排出用
導管の途中に設けられた熱交換器により熱回収した後、
大気中に放出する。
When the furnace exhaust gas is not supplied to the preheating furnace, that is, when the steel strip is not preheated, the furnace exhaust gas is bypassed to the gas exhaust conduit through a bypass pipe branched from the exhaust gas supply conduit to the preheat furnace. After recovering heat by a heat exchanger provided in the middle of the gas discharge conduit,
Release to atmosphere.

【0019】図3は、伝熱の数値解析により求めた、直
火加熱炉の燃焼負荷率即ち燃料使用量と、加熱炉燃焼排
ガスを予熱炉を通さずにバイパスさせたときのバイパス
率との関係の一例を示すグラフである。図3に示すよう
に、直火加熱炉の燃焼負荷率が約40% 以下のときの予熱
炉バイパス率は100%であって、このような燃焼負荷率の
ときは、直火加熱炉のみによって鋼帯を所定温度に加熱
する。一方、直火加熱炉の燃焼負荷率が約70% 以上のと
きの予熱炉バイパス率は約 25%であって、直火加熱炉の
燃焼排ガスの約 75%を予熱炉に供給し、予熱炉において
鋼帯を予熱する。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the combustion load rate of the direct-fired heating furnace, that is, the amount of fuel, and the bypass rate when the combustion furnace exhaust gas is bypassed without passing through the preheating furnace, which is obtained by numerical analysis of heat transfer. It is a graph which shows an example of a relationship. As shown in FIG. 3, when the combustion load rate of the direct-fired heating furnace is about 40% or less, the preheating furnace bypass rate is 100%. The steel strip is heated to a predetermined temperature. On the other hand, when the combustion load factor of the direct heat furnace is about 70% or more, the preheat furnace bypass rate is about 25%, and about 75% of the combustion exhaust gas of the direct heat furnace is supplied to the preheat furnace. Preheat the steel strip.

【0020】図4は、この発明の方法を実施するための
装置の一例を示す説明図である。図4に示すように、鋼
帯1を予熱しそして加熱するための予熱炉2と直火加熱
炉3とは連続的に配置されており、予熱炉2は直火加熱
炉3に従属している。直火加熱炉3の加熱ゾーン3a,3b,
3c,3d の各々には、燃料供給管4と空気供給管5とが接
続されており、燃料供給管4および空気供給管5の各々
の途中には、流量調整用のバルブ6が設けられ、そし
て、各燃料供給管4の途中には、各加熱ゾーン3a,3b,3
c,3d における燃料の使用量を測定するための燃料使用
量測定器7が設けられている。
FIG. 4 is an explanatory view showing an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. As shown in FIG. 4, a preheating furnace 2 for preheating and heating the steel strip 1 and an open flame heating furnace 3 are continuously arranged, and the preheating furnace 2 is subordinate to the open flame heating furnace 3. I have. The heating zones 3a, 3b,
A fuel supply pipe 4 and an air supply pipe 5 are connected to each of 3c and 3d, and a valve 6 for adjusting the flow rate is provided in the middle of each of the fuel supply pipe 4 and the air supply pipe 5. In the middle of each fuel supply pipe 4, each heating zone 3a, 3b, 3
A fuel consumption measuring device 7 for measuring the fuel consumption in c and 3d is provided.

【0021】直火加熱炉3の下流側と予熱炉2の上流側
との間には、直火加熱炉で生成した燃焼排ガスを予熱炉
2に供給するための排ガス供給用導管8が接続されてい
る。予熱炉2の下流側には、予熱炉2において鋼帯1を
予熱した後の燃焼排ガスを排出するためのガス排出用導
管10が接続されている。そして、排ガス供給用導管8に
は、これから分岐し、ガス排出用導管10にバイパスする
バイパス管9が接続されている。バイパス管9の途中に
は第1ダンパ14が設けられ、ガス排出用導管10の途中に
は第2ダンパ15が設けられている。排ガス供給用導管8
の途中には一次空気供給管16が接続されていいる。
An exhaust gas supply conduit 8 for supplying combustion exhaust gas generated in the direct fire heating furnace to the preheating furnace 2 is connected between the downstream side of the direct fire heating furnace 3 and the upstream side of the preheating furnace 2. ing. Downstream of the preheating furnace 2, a gas discharge conduit 10 for discharging combustion exhaust gas after preheating the steel strip 1 in the preheating furnace 2 is connected. The exhaust gas supply conduit 8 is connected to a bypass pipe 9 which branches off from the exhaust gas supply conduit 8 and bypasses the gas discharge conduit 10. A first damper 14 is provided in the middle of the bypass pipe 9, and a second damper 15 is provided in the middle of the gas discharge conduit 10. Exhaust gas supply conduit 8
A primary air supply pipe 16 is connected in the middle of the process.

【0022】ガス排出用導管10の途中には、燃焼排ガス
中に含有されている未燃ガスを完全燃焼させるためのア
フターバーニング室11および燃焼排ガスの有する熱を回
収するための熱交換器12、および、ファン13が設けられ
ている。アフターバーニング室11には、二次空気供給管
17が接続されている。
In the middle of the gas discharge conduit 10, an afterburning chamber 11 for completely burning unburned gas contained in the flue gas and a heat exchanger 12 for recovering heat of the flue gas are provided. Further, a fan 13 is provided. The afterburning chamber 11 has a secondary air supply pipe
17 is connected.

【0023】18は直火加熱炉の各加熱ゾーン毎の燃料流
量および空気比の設定器、19は直火加熱炉の燃料総使用
量演算器、20は予熱炉への燃焼排ガス供給量制御器、21
はアフターバーニング空気比設定器、22はアフターバー
ニング空気量演算器である。
Reference numeral 18 designates a fuel flow rate and air ratio setting unit for each heating zone of the direct fired heating furnace, 19 a total fuel consumption calculator for the direct fired heating furnace, and 20 a combustion exhaust gas supply amount controller for the preheating furnace. ,twenty one
Is an afterburning air ratio setting device, and 22 is an afterburning air amount calculator.

【0024】燃料流量および空気比設定器18によって設
定された、直火加熱炉3の加熱ゾーン3a,3b,3c,3d の各
々における燃料の使用量は、燃料供給管4の途中に設け
られた燃料使用量測定器7によって測定され、そして、
その総燃料使用量は、燃料総使用量演算器19によって演
算される。このようにして得られた燃料総使用量と、燃
焼排ガスの空気比とに基づいて、燃焼排ガス供給量制御
器20により、予熱炉2に供給すべき加熱炉燃焼排ガスの
流量およびその所定の空気比を得るための一次アフター
バーニング空気量が算出されそして制御される。
The amount of fuel used in each of the heating zones 3a, 3b, 3c, 3d of the direct fired heating furnace 3 set by the fuel flow rate and air ratio setting device 18 is provided in the middle of the fuel supply pipe 4. Measured by the fuel consumption meter 7, and
The total fuel consumption is calculated by the total fuel consumption calculator 19. Based on the total fuel consumption thus obtained and the air ratio of the flue gas, the flue gas supply amount controller 20 controls the flow rate of the heating furnace flue gas to be supplied to the preheating furnace 2 and the predetermined air flow rate. The primary afterburning air amount to obtain the ratio is calculated and controlled.

【0025】上記により算出された、予熱炉2に供給す
べき加熱炉燃焼排ガスの流量に基づいて、予熱炉2に加
熱炉燃焼排ガスを供給する場合は、第1ダンパ14を閉
じ、第2ダンパ15を開く。その結果、直火加熱炉3から
の加熱炉燃焼排ガスは、排ガス供給用導管8を通って予
熱炉2内に供給され、予熱炉2内を通る鋼帯1を予熱す
る。鋼帯1を予熱した後の燃焼排ガスは、ガス排出用導
管10を通って予熱炉2内から排出され、アフターバーニ
ング室11において未燃ガスを燃焼させた後、大気中に放
出される。図4における矢印は、燃焼排ガスの流れ方向
を示している。
When supplying the heating furnace flue gas to the preheating furnace 2 based on the flow rate of the heating furnace flue gas to be supplied to the preheating furnace 2 calculated as described above, the first damper 14 is closed and the second damper Open 15. As a result, the heating furnace combustion exhaust gas from the direct heating furnace 3 is supplied into the preheating furnace 2 through the exhaust gas supply conduit 8, and preheats the steel strip 1 passing through the preheating furnace 2. The combustion exhaust gas after preheating the steel strip 1 is discharged from the preheating furnace 2 through the gas discharge conduit 10, burns unburned gas in the afterburning chamber 11, and is then released to the atmosphere. The arrows in FIG. 4 indicate the flow direction of the combustion exhaust gas.

【0026】一方、燃焼排ガス供給量制御器20によっ
て、、加熱炉燃焼排ガスを、予熱炉2に供給せず、鋼帯
1を直火加熱炉3において直接加熱することになった場
合は、第1ダンパ14を開き、第2ダンパ15を閉じる。そ
の結果、直火加熱炉3からの加熱炉燃焼排ガスは、予熱
炉2に供給されず、バイパス管9を通ってガス排出用導
管10に導かれ、アフターバーニング室11において未燃ガ
スを燃焼させ、熱交換器12によって排熱を回収した後、
大気中に放出される。なお、熱交換器12によって回収さ
れた排熱は、燃焼用空気の予熱に利用される。
On the other hand, in the case where the combustion furnace exhaust gas is not supplied to the preheating furnace 2 but the steel strip 1 is directly heated in the direct heating furnace 3 by the combustion exhaust gas supply amount controller 20, The first damper 14 is opened and the second damper 15 is closed. As a result, the heating furnace combustion exhaust gas from the direct heating furnace 3 is not supplied to the preheating furnace 2, but is led to the gas discharge conduit 10 through the bypass pipe 9, and burns the unburned gas in the afterburning chamber 11. After recovering the exhaust heat by the heat exchanger 12,
Released into the atmosphere. The exhaust heat recovered by the heat exchanger 12 is used for preheating combustion air.

【0027】上述した第1ダンパ14および第2ダンパ15
の開閉は、直火加熱炉3における燃料使用量に応じ、例
えば、図3に示した、直火加熱炉の燃焼負荷率と、加熱
炉燃焼排ガスのバイパス率との関係を成立させるように
制御する。
The above-described first damper 14 and second damper 15
Is controlled in accordance with the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace 3, for example, so as to establish the relationship between the combustion load rate of the direct-fired heating furnace and the bypass rate of the combustion exhaust gas shown in FIG. I do.

【0028】なお、燃焼排ガス供給量制御器20により算
出された、予熱炉2に供給すべき加熱炉燃焼排ガスの空
気比に基づいて、アフターバーニング空気比設定器21お
よびアフタバーニング空気量演算器22により不足空気量
が演算される。そして、所定量の空気が、排ガス供給用
導管8を流れる燃焼排ガス中に、第1空気供給管16を通
って供給され、二次燃焼させることによって、燃焼排ガ
スの空気比および温度が調整される。また、所定量の空
気が、第2空気供給管17を通ってアフターバーニング室
11に供給される。
The afterburning air ratio setting unit 21 and the afterburning air amount calculator 22 are based on the air ratio of the combustion flue gas to be supplied to the preheating furnace 2 calculated by the flue gas supply amount controller 20. Is used to calculate the amount of insufficient air. Then, a predetermined amount of air is supplied to the flue gas flowing through the flue gas supply conduit 8 through the first air supply pipe 16 and is subjected to secondary combustion, whereby the air ratio and temperature of the flue gas are adjusted. . In addition, a predetermined amount of air passes through the second air supply pipe 17 and passes through the afterburning chamber.
Supplied to 11.

【0029】[0029]

【実施例】次に、この発明を実施例によって説明する。
板厚が0.4mm,1.0mm,1.6mm で、板幅が800mm,1200mm,165
0mm の各種サイズの鋼帯を、図4に示した予熱炉と直火
加熱炉とからなる加熱装置を使用し、この発明の方法に
よって、下記条件により連続焼鈍した。 目標加熱温度 :720 ℃ 予熱炉における最高予熱温度:300 ℃
Next, the present invention will be described with reference to embodiments.
0.4mm, 1.0mm, 1.6mm thickness and 800mm, 1200mm, 165mm width
Steel strips of various sizes of 0 mm were continuously annealed by the method of the present invention under the following conditions by using a heating apparatus comprising a preheating furnace and a direct-fired heating furnace shown in FIG. Target heating temperature: 720 ° C Maximum preheating temperature in the preheating furnace: 300 ° C

【0030】直火加熱炉における燃料の成分組成: The composition of the fuel in the direct heating furnace:

【0031】図5は、そのときの、各鋼帯の昇熱曲線を
示すグラフである。図5において、縦軸は、予熱炉およ
び加熱炉における各鋼帯の加熱温度であり、横軸は、予
熱炉および加熱炉における各鋼帯の加熱時間である。
FIG. 5 is a graph showing a heating curve of each steel strip at that time. In FIG. 5, the vertical axis represents the heating temperature of each steel strip in the preheating furnace and the heating furnace, and the horizontal axis represents the heating time of each steel strip in the preheating furnace and the heating furnace.

【0032】板厚0.4mm で板幅800mm の鋼帯(a) を加熱
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,00
0Nm3/Hであり、そして、直火加熱炉での燃焼負荷率は 4
0%以下であった。従って、加熱炉燃焼排ガスは予熱炉に
供給せず、直火加熱炉のみによって鋼帯を加熱した。加
熱に要した時間は約13秒であった。
When a steel strip (a) having a thickness of 0.4 mm and a width of 800 mm is heated, the amount of fuel used in the direct heating furnace is about 1,00
0Nm 3 / H, and the combustion load factor in an open-fired furnace is 4
It was less than 0%. Therefore, the exhaust gas from the heating furnace was not supplied to the preheating furnace, and the steel strip was heated only by the direct heating furnace. The time required for heating was about 13 seconds.

【0033】板厚0.4mm で板幅1200mmおよび1650mmの鋼
帯(b),(c) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,200Nm3/Hおよび約1,400Nm3/Hであり、
そして、直火加熱炉での燃焼負荷率は約50% および約60
% であった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを、それぞれ25
% および50% 予熱炉に供給し、鋼帯を、予熱炉において
約120 〜150 ℃の温度になるまで約7秒間予熱した後、
直火加熱炉で所定温度まで加熱した。加熱に要した総時
間は約13秒であった。
When heating steel strips (b) and (c) having a thickness of 0.4 mm and a width of 1200 mm and 1650 mm, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace is about 1,200 Nm 3 / H and about 1,400 Nm. 3 / H,
The combustion load rate in the direct heating furnace is about 50% and about 60%.
% Met. Therefore, heating furnace combustion exhaust gas was
% And 50% preheating furnace, and pre-heating the steel strip in the preheating furnace to a temperature of about 120 to 150 ° C. for about 7 seconds,
It was heated to a predetermined temperature in a direct-fired heating furnace. The total time required for heating was about 13 seconds.

【0034】板厚1.0mm で板幅 800mmの鋼帯(d) を加熱
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,20
0Nm3/Hであり、加熱炉燃焼排ガスを25% 予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約120 ℃の温度になるまで
約13秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約25秒であった。
When a steel strip (d) having a thickness of 1.0 mm and a width of 800 mm is heated, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace is about 1,20.
0 Nm 3 / H, 25% of exhaust gas from the heating furnace is supplied to the preheating furnace, and the steel strip is preheated in the preheating furnace to a temperature of about 120 ° C. for about 13 seconds. Heated. The total time required for heating was about 25 seconds.

【0035】板厚1.0mm で板幅1200mmおよび1650mmの鋼
帯(e),(f) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,600Nm3/Hおよび約 2,300Nm3/H であ
り、直火加熱炉での燃焼負荷率は約70% および約90% で
あった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを 80%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約250 ℃の温度になるまで
約10秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約22秒であった。
When steel strips (e) and (f) having a thickness of 1.0 mm and widths of 1200 mm and 1650 mm are heated, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace is about 1,600 Nm 3 / H and about 2,300 Nm. It was 3 / H, and the combustion load rate in the open flame furnace was about 70% and about 90%. Therefore, the exhaust gas from the heating furnace was supplied to an 80% preheating furnace, and the steel strip was preheated in the preheating furnace to a temperature of about 250 ° C. for about 10 seconds, and then heated to a predetermined temperature in a direct heating furnace. The total time required for heating was about 22 seconds.

【0036】板厚1.6mm で板幅 800mmの鋼帯(g) を加熱
したときの、直火加熱炉における燃料の使用量は約1,20
0Nm3/Hであり、加熱炉燃焼排ガスを 25%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約120 ℃の温度になるまで
約20秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約40秒であった。
When a steel strip (g) having a thickness of 1.6 mm and a width of 800 mm is heated, the amount of fuel used in the direct heating furnace is about 1,20.
0Nm 3 / H, the furnace exhaust gas is supplied to a 25% preheating furnace, the steel strip is preheated in the preheating furnace to a temperature of about 120 ° C for about 20 seconds, and then heated to a predetermined temperature in a direct heating furnace. Heated. The total time required for heating was about 40 seconds.

【0037】板厚1.6mm で板幅1200mmおよび1650mmの鋼
帯(h),(i) を加熱したときの、直火加熱炉における燃料
の使用量は、約1,600Nm3/Hおよび約 2,300Nm3/H であ
り、直火加熱炉での燃焼負荷率は約70% および約90% で
あった。そこで、加熱炉燃焼排ガスを 80%予熱炉に供給
し、鋼帯を、予熱炉において約250 ℃の温度になるまで
約17秒間予熱した後、直火加熱炉で所定温度まで加熱し
た。加熱に要した総時間は約35秒であった。
When a steel strip (h), (i) having a thickness of 1.6 mm and a width of 1200 mm and 1650 mm is heated, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace is about 1,600 Nm 3 / H and about 2,300 Nm It was 3 / H, and the combustion load rate in the open flame furnace was about 70% and about 90%. Therefore, the exhaust gas from the heating furnace was supplied to an 80% preheating furnace, and the steel strip was preheated in the preheating furnace to a temperature of about 250 ° C. for about 17 seconds, and then heated to a predetermined temperature in a direct heating furnace. The total time required for heating was about 35 seconds.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように、鋼帯に対する連続
焼鈍を、予熱炉と直火加熱炉とからなる連続焼鈍炉によ
って行ない、予熱炉において加熱炉燃焼排ガスにより鋼
帯を連続的に予熱するに際し、この発明によれば、特別
の設備を設置する必要なく、主として直火加熱炉におけ
る燃料の使用量によって、予熱炉に供給する加熱炉燃焼
排ガスの流量を簡単確実に制御することができ、これに
よって、鋼帯を酸化膜が生ずることなく適確に所定温度
に加熱することができる、工業上有用な効果がもたらさ
れる。
As described above, continuous annealing of the steel strip is performed by the continuous annealing furnace including the preheating furnace and the direct-fired heating furnace, and the steel strip is continuously preheated by the heating furnace combustion exhaust gas in the preheating furnace. In this case, according to the present invention, it is possible to easily and reliably control the flow rate of the heating furnace combustion exhaust gas to be supplied to the preheating furnace, without the need to install special equipment, mainly by the amount of fuel used in the direct heating furnace, This provides an industrially useful effect that the steel strip can be accurately heated to a predetermined temperature without forming an oxide film.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明方法の工程を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the steps of the method of the present invention.

【図2】鋼帯の予熱に供される直火加熱炉燃焼排ガスの
生成時空気比と無酸化予熱限界温度との関係を示すグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an air ratio at the time of generation of combustion exhaust gas from a direct-fired heating furnace used for preheating of a steel strip and a non-oxidation preheating limit temperature.

【図3】直火加熱炉の燃焼負荷率と、加熱炉燃焼排ガス
のバイパス率との関係の一例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of a relationship between a combustion load factor of an open flame heating furnace and a bypass ratio of combustion furnace exhaust gas.

【図4】この発明の方法を実施するための装置の一例を
示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an apparatus for performing the method of the present invention.

【図5】この発明の実施例を示す各鋼帯の昇熱曲線のグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph of a heating curve of each steel strip showing an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 鋼帯、 2 予熱炉、 3 直火加熱炉、 4 燃料供給管、 5 空気供給管、 6 バルブ、 7 燃料使用量測定器、 8 排ガス供給用導管、 9 バイパス管、 10 ガス排出用導管、 11 アフターバーニング室、 12 熱交換器、 13 ファン、 14 第1ダンパ、 15 第2ダンパ、 16 一次空気供給管、 17 二次空気供給管、 18 燃料流量、空気比設定器、 19 燃料総使用量演算器、 20 燃焼排ガス供給量制御器、 21 アフターバーニング空気比設定器、 22 アフターバーニング空気量演算器。 1 Steel strip, 2 Preheating furnace, 3 Open fired heating furnace, 4 Fuel supply pipe, 5 Air supply pipe, 6 Valve, 7 Fuel consumption meter, 8 Exhaust gas supply pipe, 9 Bypass pipe, 10 Gas discharge pipe, 11 Afterburning room, 12 Heat exchanger, 13 Fan, 14 First damper, 15 Second damper, 16 Primary air supply pipe, 17 Secondary air supply pipe, 18 Fuel flow rate, air ratio setting device, 19 Total fuel consumption Calculator, 20 flue gas supply amount controller, 21 afterburning air ratio setting device, 22 afterburning air amount calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C21D 11/00 101 C21D 11/00 101 (72)発明者 岩崎 秀雄 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−199826(JP,A) 特開 昭60−125330(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/52,1/76,9/52,9/56,11/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C21D 11/00 101 C21D 11/00 101 (72) Inventor Hideo Iwasaki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Kokan Co., Ltd. (56) References JP-A-63-199826 (JP, A) JP-A-60-125330 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C21D 1 / 52,1 / 76,9 / 52,9 / 56,11 / 00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予熱炉および直火加熱炉を有する連続焼
鈍炉に鋼帯を連続的に通し、前記予熱炉において、前記
鋼帯を、前記直火加熱炉で生成した燃焼排ガスによって
予熱する連続焼鈍炉における鋼帯の加熱方法において、 前記直火加熱炉における燃料の使用量と、前記直火加熱
炉で生成した燃焼排ガスの空気比と、そして、前記燃料
の成分組成とに基づいて、前記予熱炉に供給すべき前記
燃焼排ガスの流量および空気比を演算しそして前記流量
および空気比を制御することを特徴とする、連続焼鈍炉
における鋼帯の加熱方法。
A steel strip is continuously passed through a continuous annealing furnace having a preheating furnace and a direct-fired heating furnace. In the preheating furnace, the steel strip is preheated by combustion exhaust gas generated in the direct-fired heating furnace. In the method for heating a steel strip in an annealing furnace, the amount of fuel used in the direct-fired heating furnace, the air ratio of the combustion exhaust gas generated in the direct-fired heating furnace, and, based on the component composition of the fuel, A method for heating a steel strip in a continuous annealing furnace, comprising calculating a flow rate and an air ratio of the flue gas to be supplied to a preheating furnace, and controlling the flow rate and the air ratio.
【請求項2】鋼帯を連続的に予熱するための予熱炉と、
前記予熱炉において予熱された前記鋼帯を所定温度に連
続的に加熱するための、前記予熱炉に接続する直火加熱
炉と、前記直火加熱炉で生成した燃焼排ガスを前記予熱
炉に供給するための排ガス供給用導管と、前記予熱炉に
おいて前記鋼帯を予熱した後の燃焼排ガスを排出するた
めのガス排出用導管と、前記排ガス供給用導管から分岐
し前記ガス排出用導管にバイパスするバイパス管と、そ
して、前記ガス排出用導管および前記バイパス管の途中
に各々設けられたダンパとからなる、連続焼鈍炉におけ
る鋼帯の加熱装置であって、 前記加熱装置は、前記直火加熱炉の各加熱ゾーン毎の燃
料流量および空気比を設定するための設定器と、前記設
定器により設定された前記直火加熱炉の各加熱ゾーンの
各々の燃料使用量を測定するための燃料使用量測定器
と、前記各加熱ゾーンの燃料総使用量を演算する演算器
と、前記演算器により得られた直火加熱炉の燃料総使用
量と、燃焼排ガスの空気比と、燃料の成分組成とに基づ
いて、前記排ガス供給用導管を通り前記予熱炉に供給さ
れる加熱炉燃焼排ガスの流量およびその空気比を制御す
るための燃焼排ガス供給量制御器と、前記燃焼排ガス供
給量制御器により算出された、前記予熱器に供給すべき
加熱炉燃焼排ガスの空気比に基づいて不足空気量を演算
し、所定空気量を前記排ガス供給用導管中を流れる燃焼
排ガス中に供給するためのアフターバーニング空気量演
算器とからなることを特徴とする、連続焼鈍炉における
鋼帯の加熱装置。
2. A preheating furnace for continuously preheating a steel strip,
A direct-fired heating furnace connected to the preheating furnace for continuously heating the steel strip preheated in the preheating furnace to a predetermined temperature, and a combustion exhaust gas generated by the direct-fired heating furnace is supplied to the preheating furnace. An exhaust gas supply conduit for discharging the exhaust gas after preheating the steel strip in the preheating furnace, a gas exhaust conduit for branching off from the exhaust gas supply conduit, and bypassing the gas exhaust conduit. A heating apparatus for a steel strip in a continuous annealing furnace, comprising a bypass pipe, and a gas discharge conduit and a damper provided in the middle of the bypass pipe, wherein the heating apparatus includes the direct-fired heating furnace. A setting device for setting a fuel flow rate and an air ratio for each heating zone, and a fuel usage for measuring a fuel usage amount of each heating zone of the direct fired heating furnace set by the setting device. An amount measuring device, a calculator for calculating the total fuel consumption of each of the heating zones, a total fuel consumption of the direct-fired heating furnace obtained by the calculator, an air ratio of combustion exhaust gas, and a fuel component composition. A flue gas supply amount controller for controlling the flow rate and the air ratio of the heating furnace flue gas supplied to the preheating furnace through the exhaust gas supply conduit, and the flue gas supply amount controller based on Afterburning for calculating a deficient air amount based on the calculated air ratio of the combustion exhaust gas to be supplied to the preheater and supplying a predetermined air amount to the combustion exhaust gas flowing through the exhaust gas supply conduit. An apparatus for heating a steel strip in a continuous annealing furnace, comprising an air flow calculator.
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